1、ICS 75.080 E 30 道昌中华人民共和国国家标准2005-05-25发布GB/T 19780-2005 球形金属罐的容积标定全站仪外测法Capacity calibration of spherical metal tank一Total station external measuring method 2005-11-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也士中国国家标准化管理委员会保叩前本标准的附录A和附录B为资料性附录。本标准由中国石油化工集团公司提出。本标准由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院归口。GB/T 19780-2005 本标准负责起草单位:中国石油化
2、工股份有限公司石油化工科学研究院和中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油厂。本标准参加起草单位z国家大容量第一计量站。本标准主要起草人:魏进祥、关鸿权、李风岐、佟明星。本标准为首次制定。I 1 范围球形金属罐的容积标定全站仪外测法本标准规定了用全站仪外部标定球形金属罐容积的测量方法和计算步骤。本标准适用于半径为1m以上的球形金属罐的标定。2 规范性引用文件GB/T 19780-2005 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不
3、注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 12337 钢制球形储罐GB/T 13236 石油用量油尺和钢围尺的技术条件GB/T 15181 球形金属罐容积标定法(围尺法)3 术语和定义GB/T 15181确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3. 1 全站仪total station 由电子测角、电子测距和数据自动记录等系统组成，测量结果能自动显示、计算和存储，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。3.2 水平测站horizontal station 在距球罐一定距离的周围地面上，为安置全站仪及其附属设施，以测量球罐半径所确定的点。3.3 切点半径tangent radius 在水平测
4、站上测量的正对球面圆周上球面切点至球心的距离。3.4 测站半径station radius 在水平测站上测得的各切点半径的算术平均值3.5 测距目标点ranging target 全站仪仪器中心到球心的连线与罐壁的交点。4 方法概要在距球罐适当距离的周围地面上，建立至少3个均匀分布的水平测站。在每个测站上，用全站仪测量球心方向的水平角和垂直角以及沿球心方向到罐壁的距离，再瞄准正对球罐圆周上均匀分布的8个球罐切点，测量相应的水平角和垂直角，计算出各切点半径，将8个切点半径的算术平均值作为测站半径。根据各测站半径计算出球罐的平均半径，进而编制球罐容积表。1 GB/T 19780一20055 标定要
5、求5.1 被标定的球形罐应符合GB12337的要求。5.2 标定应在压力检验合格之后及罐体保温之前进行，保温罐应采用其他方法内测标定。5. 3 标定中，全站仪和球罐测量点之间不得有影响光线通过的障碍，确保标定在元外界干扰的条件下进行。5.4 标定中，罐内不得有收发作业。5. 5 测量环境中不宜存在易燃易爆气体。6 测量设备6. 1 全站仪6. 1. 1 测角单元:最小6. 1. 2 测距单元:最6. 2 数据终端:通的功能，因此不必电脑。6. 3 6. 4 6. 5 6. 6 7 仪器检验的全站仪必须8 半径测量8. 1 建立测站如图l所示，在标点的垂直距离大于测到的球罐区域能相互个测站不能均
6、匀分布时，超过0.3%时，可在两测站之测距目标点的所在球面应光动水平测站来改变测距目标点的位置。8. 2 测量测站半径8. 2. 1 安置仪器超过3mm。仪通常己具有数据终端11笃，各水平测站到测距目保通过3个水平测站观围不能完全覆盖球罐或3测量的球罐半径的相对偏差的距离至少300mm，否则应通过移在第一个测站上，架设三脚架，并用适当方法固定，确保测量期间牢固稳定。将全站仪安装在三脚架上调平。启动仪器，并预热稳定。8. 2. 2 球心定位8. 2.2.1 确定球心方向的水平角如图2所示，调整全站仪的垂直角，在正对球面圆周上选择一条尽可能长的水平弦AB，确保用全站仪能看到水平弦的两个端点。调节水
7、平角，用望远镜十字中心对准左端点，记录水平角HL;在保持GB/T 19780-2005 垂直角不变的情况下，旋转全站仪对准右端点，记录水平角HR。由式(1)计算球心方向的水平角HM。在测量中，应预先设置好水平角的零位方向，保证HRHL。H M = (HL + HR)/2 . ( 1 ) 8.2.2.2 如图2所示，调仪能看到垂直弦的两个电, , , , . 、 、飞飞、飞、t 1 1 1 t f t l t f , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , E t 2 8 3 1 S3 . ( 2 ) 平弦或垂直弦来确定球心方向
8、的角度。8.2.3 球心测距根据8.2.2确定的球心方向的水平角HM和垂直角VM，将全站仪对准球心方向，测量并记录全站仪到球罐壁的垂直距离D。当全站仪的测距单元和测角单元非同轴配置时，测距方向偏离通过球心的测角方向，应采用式(3)将所测距离D修正到球心方向的距离D。反之，则不用修正，D=D。D=D一(RN- J RN2 - C2 ) .( 3 ) 式中:RN一一球罐的设计半径，mm;C 全站仪的测距单元与测角单元的平行配置距离，mm。3 GB/T 19780-2005 8.2.4 切向测角如图2，在全站仪正对的球面圆周上，用粗瞄器选择均匀分布的8个球面切点。起始点的定位应确保能用全站仪观察到全
9、部8个切点，个别切点因表面障碍确实需要调整时，其调整量应尽量小，最大不得超过300mm，而且其相对圆心的对称点也应作相应调整。用全站仪依次瞄准各切点，测量记录相应的水平角Hp和垂直角Vp。在各切点的方位角测量完成后，使全站仪在原位置保持不动，按8.2.3再次进行球心测距，两次测量的距离不应超过2mm，否则应从8.2.2重新测量，直至满足要求。8.2.5 计算切点半径如图3所示，由球心方向的水平角HM、垂直角VM和距离D及切点方向的水平角Hp和垂直角Vp，换算出球心方向和切点方向的立体夹角。，用式(4)计算切点半径Rp。Rp = D X sinO;(1- sinO) . . . . ( 4 )
10、8.2.6 计算测站半径取本测站8个切点半径的算术平均值作为对应的测站半径儿。8.2.7 按8.2.1.8.2.6确定其他测站半径P3 Pl P5 P7 Pl囚一一球面切点zAB、CD一一用于确定球心方向的弦。圈2球心定位及切点测量示意固8.3 计算球罐半径取全部测站半径的算术平均值作为球罐半径Rw。9 其他测量按照GB;T15181测量记录如下数据:-一罐内总高;注:对于使用中的球罐，如果不能直接测量罐内总高，可以参照附录B.采用全站仪间接测量。-一罐壁厚度;-一大气温度、罐内温度或罐体温度;-一液面计标尺零位至罐底零点高度修正值;一一-球罐的工作应力(MPa)。4 圈3球罐切点半径测量示意
11、图10 计算编襄10. 1 计算内半径式中zRw一一一球罐的平均外半径，mm;RJ一一球罐内半径，ffiffi;S一一-罐壁厚度，ffiffi。10.2 半径的温度修正Rn = Rw S GB/T 19780-2005 旧金站仪.( 5 ) 当罐体温度偏离标准温度时，应采用式(6)将罐体温度下的RJ修正到标准温度。Rn = Rn 0 1一句o(ts一20)J. . . . . . . . . . ( 6 ) 式中:Rn一一球罐在标准温度下的内半径，ffiffi;s一一罐壁材质的线膨胀系数(低碳钢取s=l1.5XlO-60C一1)，oC-1; ts一一罐体温度，OC。10.3 罐内总商(H)的计
12、算10.3. 1 由极点处测量时的计算H = Hl +d 0 (td一t，)J+ t.Ld 式中zH一一由球罐上极点处测量的罐内垂直高度，ffiffi;d一一量油尺的线膨胀系数(低碳钢量油尺取向=11.5X10-soC一1)，oC-1; td一一量油尺的温度(取罐内空间温度):C;ts一一罐体温度(取大气温度与罐内空间温度的算术平均值):C;t.Ld-量油尺的修正值，ffiffi。5 GBjT 19780-:-2005 10 . 3. 2 偏离极点测量时的计算H = /(百二十t:，.Ld)2+ 4Lm2 1 +d (td一九)J式中:Hm一一-偏离极点测量的罐内垂直高度，mm;Lm一一偏离极
13、点的水平距离，mm。10. 4 计算标定状态下的总容积V(L)t:，.v=o。式中:-一被标E-一一罐壁计算结果10 . 5.3 式中:H一一罐内总高，cm;Hn一一计算部分容积的高度，cm。计算结果精确到整数升(L)。10.6 编表根据式(9)及GB/T15181的要求编制厘米间隔的球罐客积表，编写标定报告。11 容积标定的总不确定度本标准标定球形金属罐容积的不确定度不大于0.2%(95%的置信水平)。6 ( 7 ) GB/ T 19780-2005 附录A(资料性附录)全站仪外测法测量数据记录表球罐编号:# 设计半径:mm 球心水平角HL:HR : H M : 水平测站Sl球心垂直角Vu占
14、白球ht:V M : D D: (!.M: 水平测站S3垣J(L大气温度，.C球罐半径，20.C测量员:角度单位:长度单位:mm切点号4 I 5 1 61 7 I 8 8 罐壁温度，.C记录员:测量日期:第页测站半径(Rs ) 测站半径(Rs ) 测站半径(Rs ) 7 GB/T 19780-2005 附录B(资料性附景)采用金站仪间接测量罐内总商B. 1 概述在罐内总高不能采用量油尺直接测量时，可以采用全站仪和带棱镜的标尺按下述方法间接测量出罐内总高(H)。B.2 测量B.2.1 如图B.1所示，在球罐上极点垂直架设一已知高度(hT)的带棱镜的标尺，在测量球罐半径的某个测站上，用全站仪测量棱
15、镜中心的垂直角(V)和斜距(D)。此后，用测厚仪和/或钢直尺测量出上极点到球罐内壁的距离(5T)。B.2.2 将标尺零点沿铅垂方向对准球罐下极点，同时将全站仪的垂直角调整至900(即水平方向)，读出标尺的读数(hs)。此后，用测厚仪和/或钢直尺测量出下极点到球罐内壁的距离(5s)。B.3 计算B. 3.1 罐体温度下的罐内总高H可按式(B.l)计算zH = D. cos(V)一(hT+hs)一(5T+ 5s) 式中zD一一由全站仪测量的棱镜中心的斜距，mm;V一一由全站仪测量的棱镜中心的垂直角:hT一一棱镜标尺的高度，mm;hs一一标尺读数，即球罐下极点到全站仪确定的水平面的距离，mm;5T一
16、一一球罐上极点到对应内壁的距离，mm;5s一一球罐下极点到对应内壁的距离，mm。B. 3. 2 标准温度下的罐内总高H按式(B.2)计算:8 H = H. 1一句(ts一20)J式中zs一一罐壁材质的线膨胀系数(低碳钢取s=l1.5XI0-6.C-1) , .C-1; ts一一罐体温度，.C。.( B.1 ) .( B.2 ) GB/T 19780-2005 SB 全站仪圄B.1采用金站仪测量罐内总商9 的CON-ohmFH阁。国华人民共和国家标准球形金属罐的窑积标定全站仪外测法GB/T 19780-2005 中* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1字数18千字2005年10月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2005年10月第一版导定价12.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-26119 GB/T 19780-2005
